Процесс зажигания

Рис. 3.39. Динамика процесса зажигания при кратковременном повышении входной температуры То (645 -> 650 К) [212]

Зажигание представляет собой интенсивное местное нагревание от постороннего источника небольшой части горючей смеси до высокой температуры. Чаще всего процесс зажигания осуществляется электрической искрой, при этом смесь в зоне разряда нагревается практически мгновенно до температуры, намного превышающей температуру ее горения. Скорости химических реакций в зоне искрового разряда достигают огромных величин. После прекращения разряда скорость реакций уменьшается до значений, отвечающих условиям горения данной смеси во фронте пламени. [c.55]

В основе теоретического рассмотрения процесса зажигания лежат представления об элементарном очаге пламени, как источнике, обеспечивающем достаточно интенсивный подвод тепла или активных частиц к поджигаемой газовой смеси. При этом процесс воспламенения смеси от внешнего источника рассматривается по аналогии с тепловым, цепочно-тепловым или цепочным взрывом. [c.125]

Электрические запальные устройства очень часто работают без пилотного пламени, поэтому надежность их функционирования зависит от эффективности системы контроля наличия пламени. Если пламя не стабилизировалось в течение заданного времени, подача газа должна быть прекращена, а процесс зажигания повторен вновь. В полностью автоматизированных системах вторичный розжиг может быть осуществлен только после полной продувки рабочего пространства печи. [c.124]

Временной контроль и контроль выдержки времени процесса осуществляют в тех случаях, когда технологический процесс имеет прерывистый, периодический характер, т.е. когда материал или продукты должны подвергаться тепловой обработке в течение определенного времени. Регуляторы выдержки времени могут быть использованы для контроля за последовательностью проведения операций по зажиганию горелки, в том числе для предупреждения повторного процесса зажигания без полной продувки. [c.126]

С целью накопления данных, необходимых при конструировании и эксплуатации камер сгорания реактивных двигателей, в лаборатории Льюиса NA A изучается влияние основных факторов на зажигание и горение топливо-воздушных смесей. Одной из частей этой программы являются исследования параметров, влияющих на энергию искрового разряда, необходимую для зажигания однородной топливо-воздушной смеси. Исследования были начаты с целью разрещения проблем, связанных с запуском авиационных реактивных двигателей наземного запуска двигателей в холодных климатических условиях, запуска вспомогательных двигателей в условиях высотного полета и повторного запуска двигателей в случае срыва пламени также в условиях высотного полета. Уже в начале осуществления этой программы исследований задачи, связанные с зажиганием, в значительной степени облегчились благодаря удачным конструкциям и расположению различных частей зажигающего устройства и разработке высокоэнергетических зажигающих устройств. Тем не менее продолжается всестороннее исследование процесса зажигания, так как необходимо сконструировать более легкие, эффективные и надежные системы зажигания. [c.32]

Наиболее распространенной в настоящее время является схема пылеприготовления с сушкой топлива горячим воздухом, сбрасываемым затем в топочную камеру и используемым для горения пыли. Этот отработавший сушильный агент ( мельничный воздух) зачастую используется в качестве первичного. В состав первичной смеси с мельничным воздухом входит испаренная влага топлива, которую в процессе зажигания также прихо- [c.36]

Как отмечалось в разд. 1.6, в результате искрового зажигания (от электрической искры) в газовой смеси образуется пламя, способное к самостоятельному распространению. Процесс зажигания длится с момента начала искрового разряда до установления режима устойчивого распространения пламени. Здесь существуют по крайней мере две проблемы. Одна из них — формирование очага пламени при искровом разряде, а другая — неустойчивое распространение пламени этого очага. На рис. 3.1—3.3 показаны различные примеры развития очага пламени, или начального пламени, в процессе зажигания. Причем на рис. 3.1 и 3.2 приведены примеры успешного зажигания, а на рис. 3,3—пример неудачного зажигания из-за недостаточной энергии искры [1]. На рис. 3.4 показана зависимость (от времени) изменения произведения скорости горения 5 на температуру пламени Т в трех упомянутых случаях. Величина этого произведения измерена косвенным образом по измерениям скорости роста объема очага пламени и площади поверхности фронта пламени [1]. В случае устойчивого распространения пламени в использовавшихся в этих экспериментах водородсодержащей и пропановой газовых смесях значения произведения скорости горения (см/с) на температуру пламени (К) составили соответственно 1-10 и 9,8-10 (штриховая горизонтальная линия на рис. 3,4). О времени задержки переходного процесса при зажигании можно сделать следующие выводы. В на- [c.29]

Емкостная искра используется в реальных устройствах зажигания. Емкостной искровой разряд прост по характеру наложение его на процесс зажигания незначительно из-за краткости времени разряда. Поэтому емкостную искру часто используют при фундаментальных исследованиях искрового зажигания. Емкостная искра представляет собой высокочастотный колебательный разряд. Зависимость эффективности зажигания от частоты разряда весьма интересна и исследована в основополагающих экспериментах Финча и др. [4]. В этих экспериментах в качестве газовой смесн применяли модельную газовую смесь оксида углерода с воздухом. Камера сгорания имела форму шара объемом 80 см . Электроды зажигания были выполнены из алюминиевых стержней [c.41]

Механизм зажигания потока газовой смеси шаровыми или цилиндрическими накаленными телами, по-видимому, следующий. Газовая смесь нагревается до высокой температуры в узком слое, примыкающем к накаленной поверхности. Этот нагретый слой стабилизируется у нагретой поверхности за линией отрыва потока в застойной зоне. К нему подходят низкотемпературные внешние части основного потока. При накоплении достаточного количества нагретого до высокой температуры газа может произойти зажигание. Это хорошо видно на фотографии процесса зажигания, полученной методом высокоскоростной фотосъемки [7] (рис. 4.8). С увеличением скорости потока газовой смеси, развитием турбулентности и уменьшением диаметра накаленного тела температура зажигания повышается. Все эти факторы и обусловливают тот или иной исход зажигания. [c.69]

Описанная в настоящей статье теория и ее экспериментальная проверка представляют собой первую попытку проанализировать процесс зажигания движущихся газов. Эта теория является весьма упрощенной. В теории приняты следующие аппроксимации и предположения [c.48]

Следует еще раз подчеркнуть, что описанные в этой работе эксперименты не могут воспроизвести всех особенностей процесса зажигания рудничного газа. Они выявляют только ту роль, которую играет струя горячих газов при взрыве. Используемые здесь скорости и диаметры струй сравнительно малы, но они находятся на пределе, позволяющем безопасно пользоваться ими в лаборатории, не прибегая к опытам в реальных рудничных галереях. Более серьезный недостаток опытов заключается в том, что зажигание производилось непрерывной струей, а не при коротких прорывах горячих газов. Следовательно, полученные в настоящей работе рекомендации необходимо рассматривать только как указание на то, что может случиться в процессе зажигания рудничного газа и где может оказаться полезным более детальное исследование зажигания реального рудничного газа. [c.68]

Разумно заранее предположить, что для процесса зажигания весьма существенное значение имеют общая картина распределения состава и абсолютные размеры вспомогательной струи (или время контакта горячих и холодных газов). Однако если предположить, что зажигание определяется только распределением состава, то соотношение топливо/окислитель, необходимое для зажигания, будет зависеть от общей картины распределения состава. Результаты проверки этой зависимости, а также предположений, принятых при выводе уравнения (9), показаны на фиг. 3 (здесь опущено несколько точек при больших значениях Пр/и ). Вполне очевидно, что при данном диаметре трубки источника зажигания отношением Ир/и., процесс полностью не описывается. Также видно, что изменения предела зажигания в области бедных смесей в зависимости от скорости потока при определенном отношении р/ ., уменьшаются с увеличением диаметра трубки источника зажигания, что свидетельствует о существенной роли молекулярной диффузии. Предполагается, что для данного диаметра трубки функциональную зависимость, выраженную уравнением (8), можно представить в виде [c.81]

В опубликованной литературе имеются, по-видимому, некоторые расхождения в отнощении использования результатов, полученных в исследованиях процессов зажигания, к решению задач стабилизации пламени горячей поверхностью. Например, некоторые исследователи наблюдали, что расстояние точки, где начинает разветвляться изотерма, соответствующая температуре стенки, как это показано на фиг. 6, от передней кромки плоской пластины равно длине конечной плоской пластины, имеющей температуру, достаточную для стабилизации пламени в примыкающем к ней пограничном слое. Однако автор данной статьи считает, что это расстояние связано только с длиной горячей поверхности, необходимой для зажигания, и что устойчивость пламени над горячей гладкой поверхностью не обусловливается процессом непрерывного зажигания, если отсутствует зона рециркуляции у хвостового конца поверхности. Пламя, инициированное горячей поверхностью, будет распространяться по горючей смеси, пока не стабилизируется где-либо выше хвостового конца поверхности. Этот вывод частично подтверждается в связи с опытами Тунга и др. [19]. Более того, если бы непрерывное зажигание могло стабилизировать пламя на гладкой поверхности, то потребовался бы очень длинный стержень для стабилизации пламени в опытах Хоттеля и др. [13], так как длина, как она определяется выше, при низких значениях температуры поверхности, используемых в этих опытах, оказалась бы очень большой. Мы надеемся, что проводимые в настоящее время в Массачусетском технологическом институте исследования помогут решить эти вопросы. [c.103]

С точки зрения механизма стабилизации пламени имеющиеся сведения чрезвычайно интересны, но в этой области необходимо провести большую дополнительную работу. Механизм стабилизации, несомненно, сложнее, чем процесс зажигания параллельными струями или стабилизация телами плохообтекаемой формы, для которых уже сейчас можно рассчитывать некоторые аэродинамические и химические эффекты [2, 3]. Чтобы установить, по крайней мере при одном рабочем условии, характеристики потока в этой сложной системе, необходимы результаты точных измерений состава и распределения скоростей потока. Трассирующие газы (например, гелий) могут оказаться полезными для выяснения общего характера течения. К сожалению, измерения турбулентности затрудняются тем, что температура и скорость в интересующих нас зонах изменяются в широких пределах, поэтому очень трудно количественно определить локальную интенсивность турбулентности. [c.334]

В монографии, написанной на основе отечественных и зарубежных исследований, изложена теория образования и накопления электрических зарядов, показано влияние гидродинамических параметров материальных потоков на процесс электризации, рассмотрены процессы зажигания горючих сред от электрических разрядов и методы оценки опасности. Подробно описаны и проиллюстрированы примерами методы защиты от опасных проявлений статического электричества. [c.2]

Перемещают зажигатель вправо до упора и, плавно поднимая горелку, подводят фитиль к раскаленной нити до появления пламени, после чего горелку несколько опускают во избежание появления копоти, а зажигатель возвращают в исходное положение. Процесс зажигания контролируют визуально. [c.328]

Выше уже отмечалось, что механизмы химических реакций при самовоспламенении смеси и нормальном распространенин пламени существенно различаются [21]. В то же время это обстоятельство не учитывается при построении теорий, описывающих процесс зажигания горючей смеси от элементарного [c.125]

Тепловыми источниками зажигания могут быть открытое пламя, электрическая искра или дуга, искры, образующиеся при треиии или ударе, несгоревщие частицы топлива, повышение температуры горючей смеси, образовавшееся при химических процессах, соприкосновение с нагретыми поверхностями и др. Источником горения могут также явиться химические и микробиологические процессы, происходящие в веществе при обычных температурах с выделепием тепла. Химический импульс, вызывающий нагревание вещества, оказывает действие только тогда, когда это вещество находится в контакте с горючим (например, воспламенение древесных опилок при действии на них крепкой азотной кислоты, загорание глицерина, этилеигликоля при взаимодействии с марганцевокислым калием и др.). Ири микробиологических процессах зажигание происходит только в том случае, если горючее вещество служит питательной средой для жизнедеятельности микроорганизмов (иаиример, самовозгорание фрезерного торфа), [c.146]

Растягивание зажигания пыли в ограниченном объеме топочного устройства одновременно сокращает время (путь) горения воспламененной пыли и снижает температуру проьесса вследствие замедления тепловыделения. Соответственно снижается и общая устойчивость процесса зажигания пыли. [c.32]

СВС-специфич. форма гетерог. горения, требующая высокой уд. пов-сти контакта реагентов. Порошки и газы-наиб. распространенные типы реагентов. Организация СВС заключается в создании пороииовой смеси (шихты) и газовой среды и локальном инициировании процесса (зажигание). Затем происходит самопроизвольное распространение волны горения и остывание синтезир. продукта. На условия, характер и скорость распространения фронта горения, зонную структуру волны горения, механизм хим. и структурных превращений в волне, макс. т-ру и др. влияют хим. природа реагентов, состав и структура шихты, параметры окружающей среды, внеш. воздействия (мех. и энергетические). Типичные значения параметров, харатстеризую-щих СВС размер частиц реагентов 0,1-100 мкм, плотность шихты-от насьпшой до 60% от плотности реагентов, давление окружающего газа 10 -10 Па, т-ра инициирования 900-1500 К, длительность инициирования 0,5-3 с, скорость распространения волны 0,1-10 см/с, т-ра горения 1500-3500 К, скорость нагрева в-ва в волне 10 -10 К/с. [c.292]

Несмотря на подкупающую простоту расчета необходимой минимальной энергии для зажигания в неподвижных горючих смесях, основанного на теории избыточной энтальпии во фронте пламени, доказательства физической модели процесса, принятой авторами, до сих пор фактически отсутствуют. Более того, можно показать, что избыточная энтальния во фронте пламени не является единственно необходимым условием для распространения пламени. Эти обстоятельства вызвали широкую дискуссию вокруг теории избыточной энтальпии [3]. Несомненно, однако, что в подавляющем большинстве случаев с позиций чисто тепловой теории зажигания все же можно интерпретировать основные типичные характеристики процесса зажигания критические условия зажигания, критические расстояния и размеры, а также границы распространения пламени [4,5]. [c.6]

Во втором разделе в большинстве статей рассматриваются процессы зажигания на твердых поверхностях и стабилизация пламени на осиовании теории пограничного слоя. Строгое аналитическое решение подобных задач встречает серьезные трудности, поэтому авторы анализируют упрощенные физические модели процесса или прибегают к качественному анализу полученных уравнений (см. статьи Тау-и Тунга, Ченга и Ковитца). Следует, однако, отметить, что в настоящее время все же достигнуты известные успехи в анализе и расчетах таких сложных процессов, как, например, стабилизация плак1ени телами илохообтекаемой формы. [c.6]

Последний постулат согласуется с выдвинутой авторами данной статьи концепцией. Однако на основании упомянутого выше анализа нельзя решить, имеет ли в общем случае, когда перенос химической энергии не пренебрежимо мал, изменение энтальпии теплопроводностью большее значение для процесса зажигания, чем изменение полной энтальпии. Это связано с тем, что для смесей озона и кислорода минимальная энергия зажигания до настоящего времени еще не измерена. Возможно, когда это будет сделано, экспериментальные значения скорее будут согласовываться со значениями, вычисленными на основании изменения полной энтальпии, чем со значениями, вычисленными по уравнению Льюиса и Эльбе. Приводимые ниже данные, взятые из работы [8], показывают, что во многих случаях экспериментальные значения минимальной энергии зажигания намного меньше значений, вычисленных по уравнению Льюиса и Эльбе. Таким образом, можно ожидать, что для многих смесей совпадение будет значительно лучше, если расчеты производить на основании изменения полной энтальпии. Согласно приведенным данным, это особенно справедливо для смесей с большим содержанием разбавителей и, таким образом, вполне применимо к смеси Оз + ЗО2, которую Уильямс и Пеннер выбрали для своего исследования. [c.11]

Чтобы установить соотношение между энергией, необходимой для зажигания, и характеристиками потока, следует определить энергию, которую выделяет этот линейный источник. Светт [2] показал, что полную энергию разряда можно разделить на две основные части. Одна часть рассеивается в небольшой зоне, называемой зоной катодного падения и расположенной вплотную к отрицательному электроду. В используемых здесь условиях эта часть составляет от 7з ДО /2 полной энергии. Вторая часть рассеивается на оставшейся длине, или в зоне положительного столба. Линейный источник энергии состоит из части этого положительного столба. Предполагается, что энергия, рассеивающаяся в катодной зоне, не играет существенной роли в процессе зажигания. Это предположение вполне допустимо, так как, согласно Кобину [7], почти вся катодная энергия теряется на катоде. [c.41]

В ранее опубликованной работе [1] изучался процесс зажигания горючих смесей струями горячих газов. Азот или воздух нагревался в печи и в виде струи диаметром 4 мм вводился в холодную горючую смесь. Внутри струи при этом наблюдалось свечение, и прп благоприятных условиях в конце светящейся струи на расстоянии до 300 мм от подогревательной печи происходило зажигание основной горючей смеси. Экспериментальные условия в этих исследованиях были стандартными, а расход в горячей струе устанавливался равным 35 см сек. В тех случаях, когда происходило зажигание, в качестве температуры зажигания принимали температуру, с которой газовая струя покидала подогревательную печь. Температура при этом измерялась для следующих двух случаев а) при зажигании диффузионного пламени, когда струя горячего воздуха подавалась в поток чистого холодного топлива образующееся при этом пламя висит над вершиной струи или проскакивает вниз, образуя обычное диффузионное пламя, располагающееся над выходным отверстием из подогревательной печн б) при зажигании горючей смеси струей нагретого азота топливо и воздух диффундируют при этом в горячую струю, которая нагревается за счет теплоты медленных реакций, пока не произойдет зажигание. Температура зажигания оказывается более низкой в случае (а), поскольку физические условия здесь более благоприятны в горячую струю должно диффундировать только топливо, тогда как в случае (б) для инициирования реакции в горячую зону должны диффундировать топливо и воздух. Ранее отмечалось [1], что эти температуры зажигания горячим газом не согласуются с другими известными характеристиками пламени. Различия становятся особенно заметными при сравнении полученных таким образом значений температур с температурами самовоспламенения , измеряемыми в камерах сгорания. Так, например, водород и окись углерода обладают высокими температурами самовос- [c.53]

В данной статье преследуется цель расширить ранее полученные результаты и достичь условий, которые, по всей вероятности, преобладают при зажигании рудничного газа в результате воздействия горячих детонационных газов. Детонация взрывчатого вещества сопровождается возникновением ударной волны, которая может зажечь рудничный газ, находяшийся на ее пути. Этот источник зажигания в данной работе мы не будем исследовать. Зажигание раскаленными частицами также не будет рассматриваться. В этой работе будет рассмотрен процесс со струен горячих газов, обычно движущихся за ударной волной. Это именно та струя, которая обычно зажигает атмосферу рудничного газа, хотя детали самого процесса зажигания до настоящего времени еще не вполне выяснены. В данном исследовании сделана попытка воспроизвести условия этого процесса зажигания в малом масштабе и, таким образом, получить возможность подробно его изучить, изменяя параметры горячей струи и атмосферы рудничного газа в пределах, соответствующих реальным условиям. Были изучены следующие факторы состав атмосферы рудничного газа и его влияние на процесс зажигания содержание кислорода в окружающей атмосфере, поскольку было предложено использовать его в качестве меры зажигательной способности взрывчатого вещества влияние на процесс зажигания турбулентности горячей струи изменения в процессе зажигания, которые происходят, если вводимые горячие газы содержат либо кислород, либо несгоревшее топливо, воспроизводящие условия в детонационных газах, образующихся при детонации взрывчатых веществ в атмосфере ири недостатке или избытке кислорода (например, известно, что детонационные газы от некоторых технических взрывчатых веществ содержат до 20% окиси углерода и до 30% водорода). Необходимо было исследовать многие процессы зажигания углеводородов, отличных от метана, который обладает более высокой температурой зажигания, чем какие-либо другие топлива, в связи с чем возникали дополнительные экспериментальные трудности. [c.54]

Изучался также процесс зажигания смешанных топливовоздушных смесей струей (60 см 1сек) горячего азота. В этих опытах горячий азот поступал в атмосферу СОа, а два топлива подавались при необходимом соотношении. Затем двуокись углерода заменяли воздухом, и происходило воспламенение. После впуска воздуха состав полученной смеси во всех опытах поддерживали стехиометрическим. К сожалению, в этих опытах нельзя было использовать метан из-за его очень высокой температуры зажигания (около 1400°) [1]. [c.59]

Первые интересные сведения касаются самого характера зажигания. В идеальных условиях и при ламинарных горячих струях процесс зажигания воспроизводится исключительно точно, тогда как результаты для исследуемых нами взрывчатых веществ всегда необходимо было обрабатывать статистически. Хотя и следовало ожидать, что на использовавшейся экспери-ысшальной установке при взрыве нельзя было получить воспро [c.68]

Между действием изолированного вспомогательного пламени и действием плохообтекаемого стабилизатора имеется некоторое сходство. Исследователи, изучающие стабилизацию пламени плохообтекаемыми телами, считают, что зона рециркуляции, образующаяся непосредственно за стабилизатором, служит в качестве вспомогательного пламени и что тепло- и массооб-мен между продуктами сгорания этой зоны и основным потоком свежей горючей смеси через свободный вихревой слой, разделяющий их, играет весьма существенную роль в процессе зажигания основного потока и в формировании распространяющегося пламени. [c.72]

Процесс зажигания движущихся потоков изучался в работах Хитрина и Гольденберга [6], которые представили тепловую теорию зажигания Кумагаи и Кимура [7], которые изучали зажигание нагретыми проволоками Светта [8], изучавшего зажигание искровыми разрядами большой длительности. [c.73]

При проведении экспериментов прежде всего нужно было установить такую скорость вспомогательного потока, чтобы расчетная средняя скорость продуктов сгорания вспомогательного пламени была кратной 15 м/сек (с точностью до 5%). Таким же образом устанавливали расход воздуха в холодном основном потоке и наконец в систему вводили пропан, пока зажигание не оказывалось достаточным, чтобы пламя распространилось за пределы хвостового патрубка длиной 380 мм. Определение предела зажигания являлось до некоторой степени субъективным. При постепенном увеличении расхода топлива в основном потомке его присутствие вначале устанавливали по синей кромке вдоль потока продуктов вспомогательного пламени. На весь поток пла.мя распространялось значительно позже, В большинстве случаев развитие процесса зажигания происходило при совсем незначительном увеличении соотношения топливо/воздух. Обычно, если распространяющееся пламя было достаточно сильным, чтобы достичь конца хвостового патрубка длиной 380 мм, оно простиралось также на несколько диаметров горелки в свободную атмосферу, прежде чем затухало в результате подсоса окружающего воздуха. Во всех случаях в качестве критерия зажигания принималось условие, при котором пламя простиралось в свободную область за край горелки. Такое суждение все же является субъективным, так как характер пламени несколько изменялся в зависимости от размеров вспо-Л гогателыюй трубки, отношения скоростей вспомогательного и основного потоков и абсолютных скоростей потоков. Характер пламени изменялся от спокойно горящего ламинарного [c.80]

Зажиганию горючих смесей нагретыми поверхностями уделяется большое внимание [1—3]. В настояитей статье описано зажигание движущихся газов нагретыми проволоками в связи с процессами зажигания и горения в двигателях. [c.122]

Механизм процесса зажигания не имеет принципиальных отличий от процесса самовоспламенения. В процессе зажигания так же, как- и при самовоспламенении, большое значение имеют условия самоускорения реакций. Однако саморазгон реакций здесь происходит горючей смеси, а ограничен лишь небольшой частью объ ника зажигания. [c.85]